Хоча більшість з того, що ми маємо, склеєно, ми не часто замислюємося про сучасні клеї, поки, наприклад, підошва взуття не відпаде або наш диван не зламається.

Але інженери постійно думають про клеї, і у них є велика проблема: клеї не працюють добре під водою, що ускладнює підтримку підводної інфраструктури, такої як трубопроводи.

Це пов'язано з тим, що молекули води покривають поверхні, формуючи відштовхуючий бар'єр. Вони також руйнують і змивають клеї.

У новому дослідженні, опублікованому в Nature Communications, вчені розробили унікально міцний, багаторазовий підводний клей, який працює за принципом, що нагадує наукову фантастику.

Цей клей є супрамолекулярною іонною рідиною, яка функціонує через самозбирання, що відбувається за допомогою обміну розчинником.

Перший етап, супрамолекулярна хімія, відома як "хімія за межами молекули", оскільки вона стосується багатьох молекул, які об'єднуються в складні структури.

Другий етап означає, що під впливом води цей клей знову збирає свої атоми, з'єднуючи підводні поверхні в процесі.

Вчені поєднали гнучкі та жорсткі молекулярні компоненти в супрамолекулярну іонну рідину, позначену BP16TPB.

Потім вони змішали її з потужним розчинником диметилсульфоксидом (DMSO), що сприяє розчиненню BP16TPB і розділяє деякі з її молекул на рухливі, заряджені частинки.

У присутності води ці розділені частинки реорганізуються, фіксуючись у стабільну нову структуру.

Це працює завдяки тому, що частинки формують водневі зв'язки, а також інший тип зв'язку з апетитною назвою: π-π укладання.

Він також використовує ефект Марангоні, який визначає, як різні рідини реагують на зміни поверхневого натягу.

Цей новий клей має надзвичайні гідрофобні властивості, які відштовхують шар води, що утворюється на підводних поверхнях і зазвичай діє як бар'єр для зчеплення.

Вчені протестували свій клей на різних матеріалах, занурених у воду, включаючи кераміку, епоксидні смоли та пластики.

Клей виявився міцним і швидко застигаючим, демонструючи адгезійну силу 1,1 мільйона паскалів всього через 10 секунд підводного затвердіння.

Крім того, він довговічний: він витримував вагу 2 кілограми протягом більше 3 років безперервного занурення у воду.

Це дослідження не лише представило високоефективний підводний клей, але й продемонструвало стратегію для розвитку екологічно чутливих розумних матеріалів.